生物信号(bio-signal)的表现形式具有多样性,一般可分为两类。一类是电信号,如心电、脑电、肌电和细胞电活动(动作电位、静息电位);另一类是非电信号,如血压、呼吸、心音、体温、肌肉收缩、二氧化碳分压、氧分压、pH等。生物信号具有信号弱、噪声强、频率范围低、不稳定、非线性、随机性等特点。
生物信号采集与分析系统的功能就是通过采集各种生物机体内或离体器官的生物电信号以及张力、压力、温度等非电信号的波形,从而对生物体在不同实验条件下所发生的功能变化加以记录与分析。
为了观察到生物信号波形,首先应将生物信号从生物体引导到生物信号采集处理系统中。常用的生物信号引导方法有两种:
①直接使用引导电极(线)对生物体电信号进行引导;测量电极即引导电极,用于检测心电图、脑电图、肌电图、眼电图及细胞等体内、体表生物电时所采用的一类传感器。通常是由经处理的某种金属板、金属细针或金属网制成(铜、银、金、铂)。
②通过传感器(sensor)或换能器(transducer)对生物体内非电信号进行引导。传感器可以将生物体的非电信号转换为电信号,然后引导入实验系统进行观察。根据传感器引导信号的不同类型,可以将传感器分为不同的类型。例如:引导血压的称为压力传感器,引导张力的称为张力传感器,引导呼吸的称为呼吸传感器,引导温度的称为温度传感器,等等。
生物信号采集分析处理系统的基本原理是将从生物体采集的生物信号,进行放大、滤波等处理,然后对处理的信号通过模/数转换,并将数字化后的生物信号传输到计算机系统,计算机则通过专用的实验系统软件接收数字信号,然后对这些收到的信号进行实时处理、显示。另外,生物信号采集处理系统软件也可接受指令发出电刺激信号(图1-1)。


